DE1779336B1

DE1779336B1 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines glasfaserverstaerkten kunststoffprofils und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE1779336B1
Application number: DE19681779336
Authority: DE
Inventors: Lothar Elsner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-01
Filing date: 1968-08-01
Publication date: 1972-08-03
Also published as: CH495830A; CA946561A; FR2019317B1; US3689343A; NL6911180A; JPS4912104B1; FR2019317A1; GB1228684A; BR6911161D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines glasfaserverstärkten Kunststoffprofils, bei dem mit duroplastischem Kunststoff getränktes Glasfasermaterial durch ein Formwerkzeug gezogen wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, tragfähige Profile aus duroplastischem Kunststoff mit Glasfaserverstärkung herzustellen. Die etwa ³U des Volumens solcher Profile einnehmenden Glasfasern werden als Matte, Gewebe oder (Schling-)Stränge mit oder ohne Schlingen verwendet und erhöhen die Widerstandsfähigkeit des Profils im Hinblick auf Biegefestigkeit und andere Beanspruchungen ganz erheblich.

Die Herstellung solcher Profile erfolgt üblicherweise im Preßverfahren oder Ziehverfahren, ähnlich wie beim Draht- oder Strangziehverfahren für Metalle. Das mit flüssigem Kunststoff getränkte Glasfasermaterial wird beim Durchgang durch das Zieh werkzeug zusammengepreßt. Der überschüssige Kunststoff wird am Eingang der Matrize zurückgedrängt. Innerhalb des Werkzeugs erfolgt das Nachgelieren und ein weitgehendes Aushärten. Da bei dem Ziehvorgang nicht vermieden werden kann, daß das Glasfasermaterial am Profilumfang teilweise von dem anhaftenden Kunststoff befreit wird und offenliegt, besitzen die auf diese Weise hergestellten Profile oder Platten eine rauhe Oberfläche.

ίο Die feinen Fäden des an der Oberfläche des Profils frei liegenden Glasfasermaterials, die in den verschiedensten Richtungen orientiert sind, bilden von der Oberfläche bis in das Innere des Profils verlaufende und sich dabei auch verzweigende Kapillaren. Die demnach nicht geschlossene Oberfläche der bekannten glasfaserarmierten Kunststoffprofile zeigt auf Grund der von nicht vollständig eingebetteten Glasfasern gebildeten Kapillaren hygroskopische Eigenschaften. Der Witterung ausgesetzte Profile sind daher einer schnellen Alterung durch Verrottung unterworfen. Darüber hinaus trägt die rauhe, nicht geschlossene Oberfläche besonders dazu bei, daß sich dort Staub und Schmutz ansammeln. Aus diesen Gründen war es bisher üblich, derartige Kunststoffprofile nach ihrer Herstellung durch das Ziehverfahren in einem besonderen Arbeitsverfahren zu spachteln, zu schleifen, zu polieren bzw. zu lackieren, um eine glatte geschlossene Oberfläche zu erzeugen. Diese nachträgliche Oberflächenbehandlung ist jedoch umständlich und teuer, insbesondere bei verwinkelten Profilen. Darüber hinaus führt diese nachträgliche Beschichtung zu einem schlechten Verbund zwischen dem Profilmaterial und der Abdeckschicht. Diesem Mißstand kann auch nicht dadurch abgeholfen werden, daß man die nachträgliche Beschichtung unmittelbar an das Ziehverfahren anschließt, weil das Profil vor der Schleif- und Polierarbeit im wesentlichen ausgehärtet sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, um Profile der genannten Art bereits bei ihrer Herstellung mit einer geschlossenen schlagfesten und besonders dauerhaften Oberfläche zu versehen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß zunächst auf mindestens eine als Förderband dienende, durch das Formwerkzeug führende Auflagefolie, deren Breite größer ist als der von ihr zu umhüllende Umfangsbereich des herzustellenden Profils, flüssiger Kunststoff in gleichbleibender Schichtdicke aufgetragen und zum Gelieren gebracht wird, daß anschließend eine Vliesmaterialbahn auf den gelierenden Kunststoff aufgelegt wird und mit dieser Anordnung wenigstens einen Teil des Profilkerns bildende mit Kunststoff getränkte und zu einem Strang vereinigte Glasfasern umhüllt und allmählich unter Verdrängung von überschüssigem Kunststoff verdichtet und gemeinsam mit dem Vlies und der Außenschicht auf den Profilquerschnitt verengt werden, wobei die Längsränder der Auflagefolie dicht aneinanderliegend durch einen Längsschlitz des Formwerkzeuges nach außen geführt gehalten werden und dabei das Profil im Formwerkzeug durch Aufheizen erhärtet wird. Neben der Funktion eines flexiblen Mantels, über dessen Außenseite der noch weiche Kunststoff einschließlich des Profilkernmaterials auf beliebige Querschnitte verformt und dabei zusammengehalten werden kann, dient die Auflagefolie auch dazu, einen

direkten Kontakt zwischen dem Profilkernmaterial und dem Werkzeug zu verhindern und das Klebenbleiben bzw. Verdrängen der äußeren vorgehärteten bzw. gelierten Kunststoffschicht zu vermeiden. Die vorgehärtete Kunststoffschicht und die Vliesmaterialbahn verhindern, daß die Glasfasern aus der Profiloberfläche heraustreten.

Bei größeren und stark gegliederten Profilquerschnitten können zwei oder mehrere Auflagefolien, deren Breite größer ist als der jeweils von ihnen zu umhüllende Profüumfangsbereich, durch das Formwerkzeug geführt werden. Auch in diesem Fall werden die Längskanten der Oberseiten benachbarter Auflagefolien dicht aneinanderliegend durch Längsschlitze aus dem Formwerkzeug nach außen ragend geführt. Je nach der Breite der zur Verfügung stehenden Folie bzw. je nach dem mit einer Außenbeschichtung zu versehenen Profilumfangsbereich ist der Umschlag- oder Umhüllwinkel verschieden groß.

Es ist auch möglich, dem Profilkern eine oder ao mehrere, aus Hartschaumstoff bestehende Teilprofilstangen beizugeben, die während der Zuführung zum Formwerkzeug unter sich durch zusätzlich mit Kunststoff getränkte Glasmattebahnen verbunden werden.

Zur Herstellung von Hohlprofilen können eine oder mehrere mit flüssigem Kunststoff und Vlies beschichtete für die Innenprofilwand vorgesehene Auflagefolien mit ihren Längsrändern dicht aneinanderliegend in einem Längsschlitz des Werkzeugdornes geführt sein.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit Zuführung für mindestens eine Auflagefolie, die Vliesmaterialbahn, den duroplastischen Kunststoff und den Profilkernwerkstoff und Abführung des Kunststoffprofils zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß zwischen Zuführung und Abführung ein mindestens einen Längsschlitz zur Aufnahme der Auflagefolienränder enthaltendes Werkzeug vorgesehen ist, dem eine Einlaufdüse vorgeschaltet ist. Durch diese Schlitzführung wird in einfaeher Weise eine glatte Oberfläche der Auflagenfolie und damit des herzustellenden Kunststoffprofils erzielt. Mit Hilfe von federnden Dichtleisten kann der Längsschlitz in dem Werkzeug weitgehend abgedichtet werden.

In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung und verschiedene Werkzeugformen dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein Werkzeug für ein relativ einfaches Kunststoffprofil,

F i g. 3 den Querschnitt durch ein Werkzeug für ein Vierkantprofil,

F i g. 4 den Querschnitt durch ein Werkzeug mit Dichtleisten im Längsschnitt,

F i g. 5 ein Werkzeug für ein Hohlprofil und

F i g. 6 den Querschnitt durch ein Kunststoff-Fensterprofil mit den das Profil ummantelnden Auflagefolien in den Längsschlitzen.

Von einer drehbar gelagerten Vorratsrolle 1 wird zum Umhüllen der des Profils entsprechenden Werkzeugform nach F i g. 2 eine aus duroplastischem Material bestehende Auflagefolie unter einer Beschichtungseinrichtung 2 hindurchgeführt. Aus der Beschichtungseinrichtung 2 läuft flüssiger Kunststoff entsprechend der Vorschubgeschwindigkeit der Auflagefolie 1 zu gleichbleibender Schichtdicke auf und wird gegebenenfalls durch ein Abstreiflineal 3 weiter vergleichmäßigt. Der aufgebrachte flüssige Kunststoff wird in einer Heizvorrichtung 4, die aus oberhalb und unterhalb des Weges der Folie angeordneten Widerstandsheizungen bestehen kann, zum Gelieren eebracht. Dieser gelierte Kunststoff bildet später die Außenhaut des hergestellten Kunststoff prof ils.

Von einer Vorratsrolle 5 oberhalb der Folienwegebene wird ein Vlies, z. B. aus Glasfaser oder auch anderem Material, mit Hilfe einer oder mehrerer Andrückwalzen 6 auf den gelierenden Kunststoff aufgebracht. Danach wird der Profilkernwerkstoff zugeführt. Zu diesem Zweck werden z. B. von mehreren Vorratsrollen oder -spulen 7 Glasfaserstränge abgezogen und durch einen Behälter 8 geführt, in dem sie mit Kunststoff getränkt werden. Führungs- und Umlenkwalzen 9, 10 sorgen dafür, daß überschüssiger Kunststoff von den Glasfasersträngen abgestreift wird und in den Behälter zurückfließt. Es ist auch möglich, vorgebündelte Glasfaserstränge zu verwenden, die mit dem Vlies verbunden sein können.

Die mit Kunststoff getränkten Glasfaserstränge werden nunmehr mit der Auflagefolie und dem darauf befindlichen Vlies in der unbeheizten Einlaufdüse 12 umhüllt. Wie z. B. in F i g. 2 dargestellt ist, ragen die Ränder der zusammengelegten Auflagefolie aus dem Schlitz 13 des Werkzeuges heraus. Die Dicke des Schlitzes 13 ist so groß, daß zwei auf einanderliegende Folien darin noch verschiebbar sind, ohne daß merklich Kunststoff aus dem Werkzeug ausfließen kann. Bei der Einlaufdüse wird der Strang verdichtet und auf den Profilquerschnitt gebracht und gleichzeitig wird überschüssiger Kunststoff entgegen der Vorschubrichtung verdrängt. Danach durchläuft der Profilstrang das beheizte Werkzeug 14 der gleichen Profilform. Hinter dem Werkzeug 14 wird das fertige Profil von den Vorschubwalzen 15 entsprechend F i g. 1 weiterbewegt und auf Länge geschnitten. Zum Vorschub des Profils kann auch eine Greifervorrichtung dienen.

Die Auflagefolie kann als Schutzüberzug für den Versand haften bleiben. In manchen Fällen wird vom Verbraucher ein Kunststoffprofil (beispielsweise für Türrahmen) verlangt, dessen Oberfläche nicht spiegelglatt, sondern einen gewissen matten holzähnlichen Effekt, eine Riffelung, oder Waffelung aufweisen soll. In diesem Fall kann die Auflagefolie eine matte Oberfläche haben oder vor der Verwendung erne entsprechende Prägewalze durchlaufen, so daß dann das fertige Profil ohne Nachbearbeitung bereits den gewünschten Oberflächeneffekt aufweist.

Wenn z. B. bei Herstellung eines Vierkantprofils das Werkzeug gemäß F i g. 3 verwendet wird, reicht eine Auflagefolie nicht mehr aus. In diesem Fall ist die Breite der unteren von der Rolle 1 abgezogenen Auflagefolie nur so groß, daß sie das halbe Profil abdeckt und noch durch die seitlichen Schlitze 16, 17 des Werkzeuges nach F i g. 3 nach außen ragt. Eine weitere zur Umhüllung der oberen Profilhälfte benötigte Auflagefolie wird in diesem Fall, wie in F i g. 1 gezeigt, ausgehend von einer Vorratsrolle 19 an einer Führungsrolle 20, unter einer Beschichtungsanlage 21 und einem nachgeschalteten Abstreif lineal 22 vorbeigeführt und über eine Umlenkrolle 23 vor dem Eintritt in die Einlaufdüse 12 mit dem Profilstrang vereinigt.

Innerhalb der Längsschlitze 16,17 des Werkzeuges

nach Fig. 4 stehen die in Nuten angeordneten Dichtleisten 25 unter Federvorspannung, um die Folienränder gegeneinander und gegen die gegenüberliegende Schlitzwand zu pressen und das Kunstharz am Ausdringen zwischen den Folien nach außen zu hindem.

Bei komplizierten Profilen kann es erforderlich sein, mehr als zwei Auflagefolien zu verwenden, damit diese sich innerhalb des Werkzeuges den verwikkelten Profilkonturen anpassen können.

Die Zuführung der Transport- und Auflagefolien erfolgt bei einer solchen Ausführungsform von verschiedenen Vorratsrollen aus, die gegebenenfalls in gleichmäßigen Abständen radial bezüglich der Hauptachse des Profilvorschubes angeordnet sind. Die Zuführung, Beschichtung und Umlenkung solcher Folien erfolgt in der gleichen Weise wie dies mit Bezug auf die obere Folienbahn in Fi g. 1 gezeigt und beschrieben ist. Bei einem empfindlichen, auf Grund semer Formgebung z. B. gegen Bruch anfälligen Proöl, kann der Antrieb an den Folienrändern allein angreifen.

Die Fig. 5 zeigt schematisch ein Werkzeug zur Herstellung eines Hohlprofils, bei dem sowohl das äußere Werkzeug 27 als auch der innere Dorn 28 jeweils geschlitzt sind. Die Schlitze in dem Dorn 28 sind nur notwendig, wenn die Innenfläche des Profils mit einer abgedichteten oder glatten Oberfläche auszustatten ist und deshalb eine Auflagefolie verwendet werden muß.

Bei größeren Profilen kann der Profilkern einen oder mehrere Schaumteile enthalten. Ein solches Profil ist hi Fig. 6 dargestellt; es besteht aus zwei noch anhaftenden Auflagefolien 30, einer auf die Folien aufgebrachten Kunststoffdeckschicht 31, die in den aneinandergelegten Folienrändern in den angedeuteten Werkzeugschlitzen 32, 33 eine Uberschußfahne 34 erzeugt, die gegebenenfalls unmittelbar nach dem Austritt des erhärteten Profils aus dem Werkzeug z. B. mittels Quetschrollen abgetrennt werden kann. Das Vlies 35 umgibt eine aus mit Kunststoff getränkten Glasfasern bestehende Schicht 36 (Matte, Gewebe). Die Schicht 36 ummantelt zwei Schaumstoffkernteile 37, die durch eine als Steg wirkende harzgetränkte Bindungsmatte 38 fest miteinander verklebt sind. Die Bindungsmatte 38 kann mit der Glasfaserschicht 36 verbunden sein. Diese Schaumstoffkerne 37 werden über Transportrinnen zugeführt und beim Eintritt in die Einlaufdüse von der mit Kunststoff getränkten Glasfaserschicht umgeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines glasfaserverstärkten Kunststoffprofils, bei dem mit duroplastischem Kunststoff getränktes Glasfasermaterial durch ein Formwerkzeug gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf mindestens eine als Förderband dienende, durch das Formwerkzeug führende Auflagefolie, deren Breite größer ist als der von ihr zu umhüllende Umfangsbereich des herzustellenden Profils, flüssiger Kunststoff in gleichbleibender Schichtdicke aufgetragen und zum Gelieren gebracht wird, daß anschließend eine Vliesmaterialbahn auf den gelierenden Kunststoff aufgelegt wird und mit dieser Anordnung wenigstens einen Teil des Profilkerns bildende mit Kunststoff getränkte und zu einem Strang vereinigte Glasfasern umhüllt und allmählich unter Verdrängung von überschüssigem Kunststoff verdichtet und gemeinsam mit dem Vlies und der Außenschicht auf den Profilquerschnitt verengt werden, wobei die Längsränder der Auflagefolie dicht aneinanderliegend durch einen Längsschlitz des Formwerkzeuges nach außen geführt gehalten werden und dabei das Profil im Formwerkzeug durch Aufheizen erhärtet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Zuführung für mindestens eine Auflagefolie, die Vliesmaterialbahn, den duroplastischen Kunststoff und den Profilkernwerkstoff und Abführung des Kunststoffprofils, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zuführung und Abführung ein mindestens einen Längsschlitz zur Aufnahme der Auflagefolienränder enthaltendes Werkzeug (14) vorgesehen ist, dem eine Einlaufdüse (12) vorgeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz in einer Nut eine sich etwa über die Schlitzlänge erstreckende Dichtleiste enthält, die federnd gegen die gegenüberliegende Wand des Schlitzes vorgespannt ist.